[发明专利]考虑电池剩余寿命的储能电站功率优化分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑电池剩余寿命的储能电站功率优化分配方法及系统。本发明的方法采用的技术方案为：实时采集能量管理系统的数据，建立考虑电池循环寿命的储能电站功率分配优化模型，通过动态控制策略修改功率分配优化模型的约束，求解所述储能电站功率分配优化模型从而得到单元功率分配指令，将单元功率分配指令下发给各个储能变流器。本发明在多个储能单元中通过合理分配储能功率指令，优化了储能电站运行状态并最大化储能系统的充放电能力；针对电化学储能电池循环寿命有限的特点，设计了基于剩余能量状态的充放电切换约束，降低了储能电池的充放电切换次数，延长储能电站的运行寿命。

技术领域

本发明涉及储能系统控制方法，特别是一种考虑电池剩余寿命的储能电站功率优化分配方法及系统。

背景技术

由于电池自身的限制和功率变流器的额定容量限制，大型电池储能系统往往由许多并联的电池储能单元构成。储能单元中的功率变流器（Power Converter System，PCS）和电池模块存在一定的差异性，即使给予相同的功率指令，在一定运行时间后也会出现能量状态的差异，容易出现某些储能单元过充或过放的情况，导致储能系统充放电能力降低。因此，需要根据储能系统内各个储能单元的运行状态和剩余能量状态，单独控制每一个储能单元的充放电指令。在满足上层控制指令要求的同时，优化储能单元运行状态，避免过充过放的发生。

电池具有一定的循环寿命，频繁的充放电状态切换可能导致其容量的快速衰减，缩短储能单元的使用寿命，增加储能系统置换成本。电池储能系统需要降低自身充放电状态切换次数来延长循环寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑电池剩余寿命的储能电站功率优化分配方法及系统，其通过将储能功率指令合理地分配给储能系统的多个单元，最大化储能系统的充放电能力，以延长电池的运行寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：考虑电池剩余寿命的储能电站功率优化分配方法，其包括步骤：

实时采集能量管理系统的数据；

建立考虑电池循环寿命的储能电站内部功率分配优化模型；

通过动态控制策略修改功率分配优化模型约束；

求解储能电站内部功率分配优化模型，得到单元功率分配指令；

将单元功率分配指令下发给各个储能变流器。

进一步地，所述的能量管理系统的数据为各储能单元的剩余能量；所述的储能电站内部功率分配优化模型包括优化目标函数和相应的约束条件，所述优化目标为最小化储能单元剩余能量的方差，所述约束包括储能系统运行的基本技术特性约束和考虑储能循环寿命的充放电状态切换约束；所述的通过动态控制策略修改优化模型约束具体为：通过动态控制策略修改考虑储能循环寿命的充放电状态切换约束。

更进一步地，所述最小化储能单元剩余能量的方差，表示如下：

，

式中，n是储能单元数量，E_i^t+1表示储能单元i在时间t+1的剩余能量。

再进一步地，所述储能单元i在时间t+1的剩余能量E_i^t+1表示如下：

，